Riparazione di convertitori termoelettrici

Ispezione di convertitori termoelettrici

La termocoppia viene smontata in parti separate, ripulita dallo sporco ed esaminata attentamente per determinare le condizioni dei termoelettrodi e della loro estremità di lavoro, morsetti sul cuscinetto della testa e sul rivestimento stesso, un guscio isolante in ceramica (coppa) per l'estremità di lavoro della termocoppia e un tubo di protezione.

Durante il controllo delle termocoppie, i cui termoelettrodi sono costituiti da metalli di base o leghe (rame, rame, chromel, alumel, ecc.), L'assenza di crepe trasversali, che a volte compaiono a causa del funzionamento prolungato della termocoppia ad alte temperature per termoelettrodi, viene controllato o in seguito a frequenti sbalzi di temperatura alternati, il mezzo in esame, poi su, poi giù.

La comparsa di cricche nei termoelettrodi può anche essere conseguenza di sollecitazioni meccaniche dovute ad un errato rinforzo della termocoppia. Pertanto, l'uso di isolatori a due canali con termoelettrodi spessi porta spesso al guasto delle termocoppie.È inaccettabile che una termocoppia, in particolare una costituita da termoelettrodi spessi, poggi con l'estremità lavorante sul fondo di un tubo protettivo o di un inserto ceramico isolante (coppa).

Quando si esaminano esternamente termocoppie, i cui termoelettrodi sono fatti di metalli preziosi o leghe (platino, platino-rodio e altri), verificare l'assenza di "intersezioni" sulla loro superficie - piccole rientranze, per così dire, da un colpo di coltello. Quando vengono rilevati, i termoelettrodi nei punti in cui sono visibili gli "incroci" vengono rotti e saldati.

Ricottura di termocoppie in metalli preziosi

In condizioni di esercizio a temperature molto elevate, non sempre è possibile proteggere i termoelettrodi di platino-rodio e platino dall'esposizione a mezzi gas riducenti (idrogeno, monossido di carbonio, idrocarburi) e gas corrosivi (anidride carbonica) in presenza di vapori di ferro , ossidi di magnesio e silicio. Il silicio, presente in quasi tutti i materiali ceramici, rappresenta la minaccia maggiore per le termocoppie platino-rodio-platino.

Gli elettrodi termici di questi convertitori termici lo assorbono facilmente con la formazione di siliciuri di platino. C'è un cambiamento nel termo-EMF, la resistenza meccanica dei termoelettrodi diminuisce, a volte vengono completamente distrutti a causa della conseguente fragilità. La presenza di materiali carboniosi come la grafite ha un effetto negativo perché contengono impurità di silice, che ad alte temperature a contatto con il carbone si riducono facilmente con il rilascio di silicio.

Per rimuovere i contaminanti dai termoelettrodi in metallo prezioso o in lega, le termocoppie vengono ricotte (calcinate) per 30 … 60 minuti con una corrente elettrica in aria.A tale scopo i termoelettrodi vengono sganciati dagli isolatori e sospesi su due supporti, dopodiché vengono sgrassati mediante un tampone inumidito con alcool etilico puro (1 g di alcool per ogni elemento sensibile). Le estremità libere dei termoelettrodi sono collegate a una rete elettrica con una tensione di 220 o 127 V e una frequenza di 50 Hz. La corrente necessaria per la ricottura è regolata da un regolatore di tensione e monitorata con un amperometro.

Gli elementi sensibili delle termocoppie con una caratteristica di calibrazione PP (platino rodio - platino) con termoelettrodi con un diametro di 0,5 mm sono ricotti a una corrente di 10 - 10,5 A [temperatura (1150 + 50) ° C], elementi sensibili con una caratteristica di calibrazione del tipo PR -30/6 [platino rodio (30%) — platino rodio (6%)] vengono ricotti ad una corrente di 11,5 … 12 A [temperatura (1450 + 50) °C].

Durante la ricottura, i termoelettrodi vengono lavati con il marrone. Per questo, il borace viene versato su una latta o un'altra piastra e quindi la piastra viene spostata lungo il termoelettrodo riscaldato in modo che sia immersa nel borace (non dimenticare la conduttività elettrica della piastra). È sufficiente passare 3-4 volte una piastra con un trapano sul termoelettrodo in modo che il platino-rodio e il platino siano puliti, senza contaminare la superficie.

Si può consigliare un altro metodo: una goccia di borace viene fusa su un elettrodo termoelettrico caldo, lasciando che questa goccia rotoli liberamente.

Al termine della ricottura, la corrente è stata gradualmente ridotta a zero entro 60 s.

Dopo la pulizia, il borace residuo sui termoelettrodi viene rimosso: grosse gocce - residui meccanici e deboli - mediante lavaggio in acqua distillata. La termocoppia viene quindi nuovamente ricotta.A volte il lavaggio marrone e la ricottura non sono sufficienti perché i termoelettrodi rimangono ancora solidi. Questo indica che il platino ha assorbito silicio o altri elementi non combustibili e deve essere raffinato presso la raffineria dove vengono inviati i termoelettrodi. Lo stesso viene fatto se la contaminazione superficiale rimane sui termoelettrodi.

Controllo dell'omogeneità dei termoelettrodi

Nell'uso pratico di un convertitore termico, viene sempre rilevata una certa differenza di temperatura lungo la sua lunghezza. termoelettrodi. L'estremità di lavoro della termocoppia si trova solitamente nella zona di massima temperatura, ad esempio al centro del camino. Se si sposta un determinato misuratore di temperatura, ad esempio l'estremità di lavoro del convertitore termico (collegato a un altro millivoltmetro), lungo gli elettrodi termici del primo convertitore termico nella direzione dall'estremità di lavoro alle estremità libere, la temperatura diminuisce sarà contrassegnato dalla distanza dal centro del camino alle sue pareti.

Ciascuno dei termoelettrodi lungo la lunghezza di solito presenta irregolarità (disomogeneità): una piccola differenza nella composizione della lega, incrudimento, sollecitazioni meccaniche, contaminazione locale, ecc.

Come risultato della distribuzione irregolare della temperatura sui termoelettrodi e della loro disomogeneità nel circuito termoelettrico, sorgono termo-EMF intrinseci, inerenti ai punti di disomogeneità dei termoelettrodi, alcuni dei quali vengono aggiunti, altri vengono sottratti, ma tutto ciò porta a una distorsione del risultato della misurazione della temperatura.

Per ridurre l'effetto della disomogeneità, ogni termocoppia termocoppia in metalli preziosi, in particolare gli esemplari, viene controllata per omogeneità dopo la ricottura.

A tale scopo, un termoelettrico verticale da testare viene introdotto in un forno elettrico a tubicino disconnesso in grado di creare un campo termico locale quando riscaldato. Il terminale negativo del galvanometro zero sensibile è collegato al termoelettrodo positivo, il terminale positivo della sorgente di tensione regolata (IRN) è collegato al terminale positivo di questo galvanometro e la termocoppia della termocoppia negativa è collegata al terminale negativo dell'IRN . Tale inclusione dell'IRN consente di compensare (bilanciare) la termo-EMF della termocoppia con la tensione dell'IRN. Per non danneggiare il galvanometro zero sensibile, viene prima acceso un galvanometro zero più grossolano, il termo-EMF viene compensato, quindi i galvanometri zero vengono invertiti e la compensazione termo-EMF finale viene eseguita utilizzando reostati IRN per una regolazione regolare del galvanometro zero sensibile.

Accendi il forno elettrico, crea un riscaldamento locale del termoelettrodo testato e tiralo lentamente attraverso il forno per tutta la sua lunghezza. Se il metallo o la lega del termoelettrodo è omogeneo, il puntatore del galvanometro zero si troverà sulla tacca zero. In caso di disomogeneità del filo del termoelettrodo, il puntatore del galvanometro zero devierà a sinistra oa destra del segno zero. La parte disomogenea del termoelettrodo viene tagliata, le estremità vengono saldate e la giunzione viene controllata per omogeneità.

In presenza di una disomogeneità minore, in cui la termo-EMF aggiuntiva non supera la metà dell'errore ammissibile per la termo-EMF di una data coppia, la sezione del termoelettrodo non deve essere tagliata e la suddetta disomogeneità deve essere ignorata.

Preparazione di termoelettrodi per la saldatura

Se la lunghezza dei restanti termoelettrodi incombusti lo consente, ne viene realizzato uno nuovo al posto dell'estremità di lavoro distrutta.

Se è possibile realizzare una termocoppia da nuovi termoelettrodi, la compatibilità del materiale della termocoppia con la termocoppia fabbricata viene verificata nel modo più accurato per garantirne la qualità.

A tal fine, sulla base di documenti normativi, il tipo di materiale, le sue caratteristiche tecniche ei risultati dei test sui materiali sono determinati dal dipartimento di controllo qualità (dipartimento di controllo tecnico) del produttore. Se questi dati soddisfano i requisiti tecnici, il materiale può essere utilizzato; altrimenti è testato.

Per verificare l'omogeneità, un pezzo del termoelettrodo viene tagliato dalla bobina di materiale più lungo di quello richiesto per la fabbricazione della termocoppia, dopodiché i fili di collegamento in rame corti vengono collegati alle estremità del termoelettrodo mediante morsetti. I morsetti sono stati abbassati in contenitori isolanti con ghiaccio in fusione (0 °C) ed è stata determinata l'omogeneità del materiale del termoelettrodo.

Per determinare il tipo di materiale e il suo grado, circa 0,5 m del termoelettrodo viene tagliato dalla bobina e saldato allo stesso pezzo di filo di platino.L'estremità di lavoro della termocoppia risultante viene posta in un termostato a vapore con una temperatura di 100 ° C e le estremità libere vengono portate in recipienti termoisolanti con ghiaccio fondente (0 ° C) e collegate con fili di rame con un potenziometro. Il tipo e il grado del materiale è determinato dalla termo-EMF sviluppata dalla termocoppia.

In apparenza, il chromel differisce leggermente dall'alumel, ma il chromel è più duro dell'alumel, che è facilmente determinato dalla flessione, e inoltre l'alumel è magnetico, a differenza del chromel non magnetico.